2.1.1  Phân loại và đặc tính của thiết bị nhập/xuất

* Phân loại thiết bị nhập/xuất:

+ Thiết bị khối:  thông tin được đọc/ghi theo từng khối có kích thước cố định và có địa chỉ xác định, ví dụ đĩa là một thiết bị khối.

+ Thiết bị tuần tự:  thông tin được gửi/nhận theo dãy tuần tự các bit, không có địa chỉ, ví dụ màn hình, bàn phím, máy in, card mạng, chuột là thiết bị tuần tự.

+ Thiết bị khác: có một số các thiết bị không phù hợp với hai loại trên, ví dụ đồng hồ không là thiết bị khối, cũng không là thiết bị tuần tự.

* Đặc tính của thiết bị nhập/xuất:

+  Tốc độ truyền dữ liệu:  ví dụ bàn phím : 0.01 KB/s, chuột 0.02 KB/s ...

+  Dung lượng lưu trữ, thời gian truy xuất một đơn vị dữ liệu.

+  Công dụng: dùng để nhập hay xuất

+  Đơn vị truyền dữ liệu:  truyền theo khối hoặc ký tự

+  Biểu diễn dữ liệu:  điều này tùy thuộc vào từng thiết bị cụ thể.

+  Tình trạng lỗi:  nguyên nhân gây ra lỗi, cách mà thiết bị báo lỗi...

2.1.4  Cơ chế nhập/xuất và cơ chế DMA

* Cơ chế nhập/xuất:

- Bộ xử lý phát sinh một lệnh I/O đến các thiết bị I/O, sau đó chờ cho đến khi thao tác I/O  hoàn tất rồi mới tiếp tục xử lý, hoặc:

- Bộ xử lý phát sinh một lệnh I/O đến các thiết bị I/O, sau đó tiếp tục việc xử lý cho tới khi nhận được một ngắt từ thiết bị I/O báo là đã hoàn tất nhập/xuất, bộ xử lý tạm ngưng việc xử lý hiện tại để chuyển qua xử lý ngắt, hoặc:

- Sử dụng cơ chế DMA

* Cơ chế DMA (Direct Memory Access):

Xét quá trình đọc đĩa, CPU gửi cho bộ điều khiển đĩa (disk controller) lệnh đọc đĩa và các thông số như địa chỉ trên đĩa của khối, địa chỉ trong bộ nhớ RAM nơi sẽ cất khối đọc được, số byte cần đọc, sau đó CPU tiếp tục xử lý công việc khác. Bộ điều khiển sẽ đọc khối trên đĩa, từng bit cho tới khi toàn bộ khối được đưa vào buffer của bộ điều khiển (local buffer). Tiếp theo bộ điều khiển phát ra một ngắt để báo cho CPU biết là thao tác đọc đã hoàn tất. CPU đến lấy dữ liệu trong buffer chuyển vào bộ nhớ chính (RAM) bằng cách tạo một vòng lặp đọc lần lượt từng byte. Thao tác này làm lãng phí thời gian của CPU.

 Để tối ưu, bộ điều khiển thường được cung cấp thêm khả năng truy xuất bộ nhớ trực tiếp (DMA). Nghĩa là sau khi bộ điều khiển đã đọc toàn bộ dữ liệu từ thiết bị vào buffer của nó, bộ điều khiển chuyển byte đầu tiên vào bộ nhớ chính tại địa chỉ được mô tả bởi địa chỉ bộ nhớ DMA. Sau đó nó tăng địa chỉ DMA và giảm số bytes phải chuyển. Quá trình này lặp lại cho tới khi số bytes phải chuyển bằng 0, và bộ điều khiển tạo một ngắt. Như vậy bộ điều khiển tự chuyển khối vào trong bộ nhớ chính.